JP6071834B2 - Flux for single-sided submerged arc welding - Google Patents

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Description

本発明は、1又は2以上の電極を使用して行う片面サブマージアーク溶接に用いられるフラックスに関する。より詳しくは、鉄粉を含有する片面サブマージアーク溶接用フラックスにおけるビード外観改善技術に関する。   The present invention relates to a flux used for single-sided submerged arc welding performed using one or two or more electrodes. More specifically, the present invention relates to a bead appearance improving technique in a single-sided submerged arc welding flux containing iron powder.

片面サブマージアーク溶接では、通常、溶着量を確保し、大入熱溶接においても安定したビード形成を実現させるために、鉄粉が添加されたフラックスが使用されている(例えば、特許文献1、2参照。)。しかしながら、特許文献1に記載されているような鉄粉を含有する従来の片面サブマージアーク溶接用フラックスには、表ビードの表面に微小な鉄粒突起物が発生しやすいという問題がある。また、特許文献2に記載されているフラックス組成にした場合でも、鉄粒突起物を十分に抑制することはできない。   In single-sided submerged arc welding, a flux to which iron powder is added is usually used in order to ensure the amount of welding and realize stable bead formation even in high heat input welding (for example, Patent Documents 1 and 2). reference.). However, the conventional single-sided submerged arc welding flux containing iron powder as described in Patent Document 1 has a problem that minute iron particle projections are likely to be generated on the surface of the front bead. Moreover, even when it is set as the flux composition described in patent document 2, an iron grain protrusion cannot fully be suppressed.

このような表ビード表面の突起物は、塗装工程で障害となる。例えば造船分野においては、国際海事機関(International Maritime Organization)により、船体の長寿命化や保守の容易化を目的に、全船舶のバラストタンク及びバルクキャリアの二重船側部を対象とする塗装基準が改訂され、例えば溶接時に発生するスパッタやビード表面汚れといった塗装性を阻害するものの除去実施の要件が定められた。このため、船舶の建造工程では、鉄粒突起物除去のために、ビード全線に亘ってグラインダー処理を余儀なくされている。   Such protrusions on the surface bead are an obstacle in the painting process. For example, in the shipbuilding field, the International Maritime Organization has established coating standards for the ballast tanks of all ships and the double side of bulk carriers for the purpose of extending the life of the hull and facilitating maintenance. Revisions have been made to define the requirements for the removal of things that hinder paintability, such as spatter and bead surface contamination that occur during welding. For this reason, in the ship construction process, a grinder process is forced over the entire bead line in order to remove the iron grain protrusions.

そこで、従来、片面サブマージアーク溶接用フラックスにおいて、鉄粒突起物の発生を抑制するための技術が提案されている(特許文献3、4参照。)。例えば、特許文献3に記載の片面サブマージアーク溶接用フラックスでは、粒径や見掛密度を特定の範囲にすることで、ビードの健全化を図っている。また、特許文献4に記載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックスでは、鉄粒突起の発生を抑制するために、Fe成分の含有量を5質量%以下に規制している。   Therefore, conventionally, techniques for suppressing the generation of iron grain protrusions in a single-sided submerged arc welding flux have been proposed (see Patent Documents 3 and 4). For example, in the single-sided submerged arc welding flux described in Patent Document 3, bead soundness is achieved by setting the particle size and apparent density within a specific range. Moreover, in the bond flux for submerged arc welding described in Patent Document 4, the content of Fe component is restricted to 5% by mass or less in order to suppress the generation of iron grain protrusions.

特開平11−267883号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-267883 特開2000−107885号公報JP 2000-107885 A 特開平6−277878号公報JP-A-6-277878 特開2006−272348号公報JP 2006-272348 A

しかしながら、特許文献3に記載の技術のように、フラックスの粒径や見掛密度を規制するだけででは、鉄粒突起の発生抑制に対する効果が小さい。また、特許文献4に記載のサブマージアーク溶接用ボンドフラックスのように、Fe含有量を規制すると、厚板の板継溶接において充分な溶着量を確保することが難しくなり、更に大入熱溶接においてビード形状が劣化する。このように、従来のビード外観改善技術では、片面サブマージアーク溶接において、フラックスへの鉄粉添加の効果を維持しつつ、鉄粒突起の発生を抑制して、ビード外観を健全化するには至っていない。   However, as in the technique described in Patent Document 3, simply controlling the particle size and apparent density of the flux has little effect on suppressing the generation of iron grain protrusions. In addition, when the Fe content is regulated as in the bond flux for submerged arc welding described in Patent Document 4, it is difficult to ensure a sufficient amount of welding in thick plate joining, and in high heat input welding. The bead shape deteriorates. Thus, in conventional bead appearance improvement technology, in single-sided submerged arc welding, while maintaining the effect of adding iron powder to the flux, the occurrence of iron grain protrusions is suppressed and the bead appearance is soundened. Not in.

そこで、本発明は、健全な表ビード形状と機械的性能を得ることができる片面サブマージアーク溶接用フラックスを提供することを主目的とする。   Therefore, the main object of the present invention is to provide a single-sided submerged arc welding flux capable of obtaining a sound front bead shape and mechanical performance.

本発明者等は、前述した課題を解決するために、1又は2以上の電極を用いた片面サブマージアーク溶接において、表ビードの健全性を確保すべく、鋭意実験検討を行った。その結果、本発明者等は、鉄粒突起の発生抑制には、フラックスに含有させる鉄粉の粒径を制御すると共に、鉄粉量に対する「MgO量+Al量+TiO量」を一定量以上とすることが有効であることを見出し、本発明に至った。 In order to solve the above-described problems, the present inventors have conducted extensive experiments to ensure the soundness of the front bead in single-sided submerged arc welding using one or more electrodes. As a result, the present inventors controlled the particle size of the iron powder contained in the flux to suppress the occurrence of iron grain protrusions, and at the same time, “MgO amount + Al 2 O 3 amount + TiO 2 amount” with respect to the iron powder amount. The inventors have found that it is effective to make it more than the amount, and have reached the present invention.

即ち、本発明に係る片面サブマージアーク溶接用フラックスは、Si、Si合金及びSi酸化物からなる群から選択される少なくとも1種(SiO換算値):合計で6〜12質量%、CaO:3〜9質量%、MgO:15〜35質量%、TiO:5〜23質量%、CaF:2〜10質量%、Al:5〜23質量%、CO:2〜9質量%、NaO:0.5〜3質量%、B:0.1〜1質量%、Mo:0.2〜1質量%、鉄粉:10〜30質量%を含有すると共に、Mn:0.9質量%以下、Ti:1質量%以下、Al:3質量%以下に規制され、前記鉄粉中の粒径300μm以下の鉄粉の構成割合が90質量%以上であり、かつ、MgOの含有量(質量%)を[MgO]、Alの含有量(質量%)を[Al]、TiOの含有量(質量%)を[TiO]、及び鉄粉の含有量(質量%)を[Fe]としたとき、下記式(I)を満たすものである。 That is, the single-sided submerged arc welding flux according to the present invention is at least one selected from the group consisting of Si, Si alloys and Si oxides (SiO 2 equivalent value): 6 to 12% by mass in total, CaO: 3 to 9 wt%, MgO: 15 to 35 wt%, TiO 2: 5 to 23 wt%, CaF 2: 2 to 10 wt%, Al 2 O 3: 5~23 wt%, CO 2: 2 to 9 wt% , Na 2 O: 0.5 to 3 mass%, B 2 O 3 : 0.1 to 1 mass%, Mo: 0.2 to 1 mass%, iron powder: 10 to 30 mass%, and Mn : 0.9 mass% or less, Ti: 1 mass% or less, Al: 3 mass% or less, the composition ratio of iron powder having a particle size of 300 μm or less in the iron powder is 90 mass% or more, and The content (mass%) of MgO is [MgO], and the content (mass%) of Al 2 O 3 is [Al 2 O 3], the content of TiO 2 (% by mass) [TiO 2], and when the content of iron powder (mass%) and [Fe], satisfies the following formula (I) .

Figure 0006071834
Figure 0006071834

本発明の片面サブマージアーク溶接用フラックスでは、鉄粉の粒径を制御すると共に、鉄粉含有量に対する「MgO含有量+Al含有量+TiO含有量」を一定量以上としている。これにより、溶接ビードが凝固する温度域において、鉄粒の粒径が小さいことから鉄粒の沈降速度が抑制されると共に、鉄粒の含有量が相対的に少ないことから鉄粒の沈降量も抑制される。更に、スラグ内に例えばMgTiO、MgAl及びそれら固溶体などのMg・Al・Ti系酸化物を積極的に生成することができる。Mg・Al・Ti系酸化物がスラグ内に生成されることにより、スラグ内の鉄粒が、凝固したビード表面に落下して付着する前にこれら酸化物と結合するため、ビード表面への微小突起物の生成が抑制される。 In the single-sided submerged arc welding flux of the present invention, the particle size of the iron powder is controlled, and “MgO content + Al 2 O 3 content + TiO 2 content” with respect to the iron powder content is set to a certain amount or more. As a result, in the temperature range where the weld bead solidifies, the settling rate of the iron particles is suppressed because the particle size of the iron particles is small, and the settling amount of the iron particles is also low because the content of the iron particles is relatively small. It is suppressed. Furthermore, it is possible to generate actively into the slag for example Mg 2 TiO 4, MgAl 2 O 4 and Mg · Al · Ti-based oxides such as those solid solutions. Since the Mg, Al, Ti-based oxides are generated in the slag, the iron particles in the slag are bonded to these oxides before falling and adhering to the solidified bead surface. The formation of protrusions is suppressed.

このフラックスは、Tiを0.1〜1質量%の範囲で含有していてもよい。
また、このフラックスは、Mnを0.1〜0.9質量%の範囲で含有していてもよい。
This flux may contain 0.1 to 1% by mass of Ti.
Moreover, this flux may contain Mn in the range of 0.1-0.9 mass%.

本発明によれば、フラックス成分及びその含有量を特定しているため、1電極又は多電極を用いた片面サブマージアーク溶接においても、裏当て構造によらず、健全なビード形状と機械的性能を得ることができる。   According to the present invention, since the flux component and its content are specified, even in single-sided submerged arc welding using one electrode or multiple electrodes, a sound bead shape and mechanical performance can be obtained regardless of the backing structure. Can be obtained.

片面サブマージアーク溶接過程における鉄粒発生挙動の想定図である。It is an assumption figure of the iron particle generation behavior in the single-sided submerged arc welding process. 本発明の実施例で使用した鋼板の開先形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the groove shape of the steel plate used in the Example of this invention.

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below.

図1は片面サブマージアーク溶接過程における鉄粒発生挙動の想定図である。図1に示すように、片面サブマージアーク溶接において、従来の鉄粉5を含有するフラックス3を用いた場合、溶融・凝固中のフラックス(スラグ)4内で鉄粉5が凝集し(鉄粉の凝集6)、この凝集鉄粉(鉄粒)7が沈降して、母材1の溶接部に形成された溶接金属2の表面(ビード表面2a)に付着して、微小な突起物が発生すると想定される。そこで、本発明者等は、フラックスの特性を改善することで、鉄粒突起発生の問題を解決することにした。   FIG. 1 is an assumption diagram of iron particle generation behavior in a single-sided submerged arc welding process. As shown in FIG. 1, in the single-sided submerged arc welding, when the flux 3 containing the conventional iron powder 5 is used, the iron powder 5 aggregates in the flux (slag) 4 during melting and solidification (of the iron powder). Aggregation 6), when this agglomerated iron powder (iron particles) 7 settles down and adheres to the surface of weld metal 2 (bead surface 2a) formed at the welded portion of base material 1 to generate minute protrusions. is assumed. Therefore, the present inventors have decided to solve the problem of iron grain protrusion generation by improving the characteristics of the flux.

具体的には、本発明の実施形態に係るフラックスは、片面サブマージアーク溶接に用いられるものであり、少なくとも、Si、Si合金及びSi酸化物からなる群から選択される少なくとも1種、CaO、MgO、TiO、CaF、Al、CO、NaO、B、Mo及び鉄粉を特定量含有すると共に、Mn、Ti及びAlを特定量以下に規制した組成を有する。 Specifically, the flux according to the embodiment of the present invention is used for single-sided submerged arc welding, and at least one selected from the group consisting of Si, Si alloys, and Si oxides, CaO, MgO. , TiO 2 , CaF 2 , Al 2 O 3 , CO 2 , Na 2 O, B 2 O 3 , Mo and iron powder are contained in specific amounts, and Mn, Ti and Al are regulated to a specific amount or less. .

また、このフラックスでは、そのフラックスに含まれる鉄粉において、粒径300μm以下の鉄粉の構成割合が90質量%以上に制御されていると共に、下記式(I)を満たすように、各成分の含有量を調整している。なお、下記式(I)において、[MgO]はMgOの含有量(質量%)、[Al]はAlの含有量(質量%)、[TiO]はTiOの含有量(質量%)、[Fe]は鉄粉の含有量(質量%)である。 Moreover, in this flux, in the iron powder contained in the flux, the constituent ratio of the iron powder having a particle size of 300 μm or less is controlled to 90% by mass or more, and each of the components is satisfied so as to satisfy the following formula (I). The content is adjusted. In the following formula (I), [MgO] is the content (mass%) of MgO, [Al 2 O 3 ] is the content (mass%) of Al 2 O 3 , and [TiO 2 ] is the content of TiO 2 . The amount (mass%), [Fe] is the content (mass%) of the iron powder.

Figure 0006071834
Figure 0006071834

以下、本実施形態のフラックスにおける組成限定理由について説明する。   Hereinafter, the reasons for limiting the composition of the flux of this embodiment will be described.

[Si、Si合金及びSi酸化物の総含有量:6〜12質量%]
Si、及びFe−SiなどのSi合金は、脱酸作用を有し、溶接金属中の酸素と反応してSiOを生成し、このSiOは、粘結剤やスラグ造滓剤として作用する。また、Si酸化物も同様に、スラグ造滓剤として作用する。
[Total content of Si, Si alloy and Si oxide: 6 to 12% by mass]
Si, and Si alloys such as Fe-Si has a deoxidation action and reacts with the oxygen in the weld metal to produce a SiO 2, the SiO 2 acts as a Nebayuizai and slag forming agent . In addition, Si oxide also acts as a slag building agent.

ただし、Si、Si合金及びSi酸化物の総含有量が、SiO換算で、12質量%を超えると、溶融スラグ全体の粘性が増加し、スラグの流動性が低下する。そして、高速片面サブマージアーク溶接の場合、表ビード幅が広がらず、かつ不安定になるため、アンダーカットが発生しやすくなる。更には、鉄粒が発生しやすくなる。一方、Si、Si合金及びSi酸化物の総含有量が、SiO換算で、6質量%未満の場合、溶融スラグの凝固温度が高くなり過ぎるため、良好な表ビード形状が得られない。 However, when the total content of Si, Si alloy and Si oxide exceeds 12% by mass in terms of SiO 2 , the viscosity of the entire molten slag increases and the fluidity of the slag decreases. In the case of high-speed single-sided submerged arc welding, the front bead width does not widen and becomes unstable, so that undercut is likely to occur. Furthermore, iron particles are likely to be generated. On the other hand, when the total content of Si, Si alloy and Si oxide is less than 6% by mass in terms of SiO 2 , the solidification temperature of the molten slag becomes too high, so that a good surface bead shape cannot be obtained.

よって、Si、Si合金及びSi酸化物の総含有量は、SiO換算で、6〜12質量%とする。なお、本実施形態のフラックスでは、Si、Si合金及びSi酸化物のうちの少なくとも1種を含有していればよい。 Therefore, the total content of Si, Si alloy and Si oxide is 6 to 12% by mass in terms of SiO 2 . In addition, the flux of this embodiment should just contain at least 1 sort (s) of Si, Si alloy, and Si oxide.

[CaO:3〜9質量%]
CaOは、溶融スラグの粘度を低下させ、スラグの流動性を高めて、表ビード幅を広げる効果がある。しかしながら、CaO含有量が9質量%を超えると、溶融スラグの凝固温度が高くなり過ぎて、表ビード形状が損なわれる。一方、CaO含有量が3質量%未満の場合、溶融スラグの流動性を高める効果が得られず、表ビード幅が不足するため、アンダーカットが発生しやすくなる。よって、CaO含有量は3〜9質量%とする。
[CaO: 3 to 9% by mass]
CaO has the effect of reducing the viscosity of the molten slag, increasing the fluidity of the slag, and widening the surface bead width. However, if the CaO content exceeds 9% by mass, the solidification temperature of the molten slag becomes too high and the surface bead shape is impaired. On the other hand, when the CaO content is less than 3% by mass, the effect of increasing the fluidity of the molten slag cannot be obtained, and the surface bead width is insufficient, so that undercut is likely to occur. Therefore, the CaO content is 3 to 9% by mass.

[MgO:15〜35質量%]
MgOは、前述したCaOと同様に、溶融スラグの粘度を低下させ、スラグの流動性を高めて、表ビード幅を広げる効果がある。ただし、MgOの含有量が15質量%未満の場合、溶融スラグの流動性を高める効果が得られず、表ビード幅が不足し、アンダーカットが発生しやすくなる。
[MgO: 15 to 35% by mass]
Similar to CaO described above, MgO has the effect of reducing the viscosity of the molten slag, increasing the fluidity of the slag, and widening the surface bead width. However, when the content of MgO is less than 15% by mass, the effect of increasing the fluidity of the molten slag cannot be obtained, the surface bead width is insufficient, and undercut is likely to occur.

一方、MgOは高融点の成分であることから、35質量%を超えて添加すると、フラックス全体の溶融性が損なわれ、安定したビードが確保できず、中凸ビードとなりやすい。ここで、「中凸ビード」とは、溶接方向に対して表ビード中央部が凸状となることであり、塗装不良の要因の一つである。よって、本実施形態のフラックスでは、MgO含有量は15〜35質量%とする。   On the other hand, since MgO is a component having a high melting point, if it is added in an amount exceeding 35% by mass, the meltability of the entire flux is impaired, a stable bead cannot be secured, and a medium convex bead tends to be formed. Here, the “medium convex bead” means that the center portion of the front bead is convex with respect to the welding direction, which is one of the causes of poor coating. Therefore, in the flux of this embodiment, the MgO content is 15 to 35% by mass.

なお、MgO含有量は20質量%以上とすることが好ましく、これにより、溶融スラグの流動性を向上し、表ビード形状を更に健全化することができる。   In addition, it is preferable that MgO content shall be 20 mass% or more. Thereby, the fluidity | liquidity of molten slag can be improved and the surface bead shape can be further soundened.

[TiO:5〜23質量%]
TiOは、片面溶接におけるスラグ剥離性の改善に、特に有効な成分である。しかしながら、その含有量が23質量%を超えると、表ビードの波目が粗くなる。また、TiO含有量が5質量%未満の場合、前述したスラグ剥離性の改善効果が得られず、更には鉄粒が発生しやすくなる。よって、TiO含有量は5〜23質量%とする。
[TiO 2 : 5 to 23% by mass]
TiO 2 is a particularly effective component for improving the slag peelability in single-sided welding. However, when the content exceeds 23% by mass, the wave of the front bead becomes rough. Further, TiO 2 content of less than 5 wt%, can not be obtained the effect of improving the slag removability as described above, even iron particle is likely to occur. Therefore, the TiO 2 content is 5 to 23% by mass.

[Al:5〜23質量%]
Alは中性成分であり、スラグの粘性及び凝固温度の調整に有効な成分である。しかしながら、Al含有量が5質量%未満の場合、スラグの粘性及び凝固温度が低下し、ビード幅が不揃いになる。一方、23質量%を超えてAlを添加すると、スラグの凝固温度が高くなり過ぎて、ビードが広がり難くなり、ビード形状が凸型となる。よって、Al含有量は5〜23質量%とする。
[Al 2 O 3 : 5 to 23% by mass]
Al 2 O 3 is a neutral component and is an effective component for adjusting the viscosity of the slag and the solidification temperature. However, when the Al 2 O 3 content is less than 5% by mass, the viscosity of the slag and the solidification temperature are lowered, and the bead width becomes uneven. On the other hand, when Al 2 O 3 is added in excess of 23 mass%, the solidification temperature of the slag becomes too high and the beads are difficult to spread, and the bead shape becomes convex. Thus, Al 2 O 3 content is 5 to 23 mass%.

[CaF:2〜10質量%]
CaFは、フラックス全体の溶融性を良好にする成分であり、特に片面サブマージアーク溶接のように、短時間にフラックスを溶かし、スラグを生成しなければならない溶接方法においては、不可欠な成分である。しかしながら、CaF含有量が10質量%を超えると、アーク安定性が劣化し、アーク切れを発生しやすくなる。一方、CaF含有量が2質量%未満の場合、フラックスの溶融性改善効果が得られず、ビード蛇行が発生する。よって、CaF含有量は2〜10質量%とする。
[CaF 2 : 2 to 10% by mass]
CaF 2 is a component that improves the meltability of the entire flux, and is an indispensable component particularly in a welding method in which the flux must be melted in a short time and slag must be generated, such as single-sided submerged arc welding. . However, when the CaF 2 content exceeds 10% by mass, the arc stability is degraded and arc breakage is likely to occur. On the other hand, when the CaF 2 content is less than 2% by mass, the effect of improving the meltability of the flux cannot be obtained, and bead meandering occurs. Therefore, CaF 2 content is 2-10 wt%.

[CO:2〜9質量%]
COは、溶接金属への窒素の侵入抑制と、拡散性水素量の低減に有効な成分であり、金属炭酸塩としてフラックス中に添加される。しかしながら、CO含有量が2質量%未満の場合、溶接金属中の拡散性水素量が高くなり、耐低温割れ性が劣化する。一方、CO含有量が9質量%を超えると、ガス発生量が過大となり、表ビードにポックマークが発生する。よって、CO含有量は2〜9質量%とする。
[CO 2: 2 to 9 wt%
CO 2 is an effective component for suppressing the penetration of nitrogen into the weld metal and reducing the amount of diffusible hydrogen, and is added to the flux as a metal carbonate. However, when the CO 2 content is less than 2% by mass, the amount of diffusible hydrogen in the weld metal becomes high, and the cold cracking resistance deteriorates. On the other hand, when the CO 2 content exceeds 9% by mass, the amount of gas generated becomes excessive, and a pock mark is generated on the front bead. Accordingly, CO 2 content is 2-9 wt%.

[NaO:0.5〜3質量%]
NaOはアーク安定性の確保のために必要な成分である。具体的には、NaO含有量が0.5質量%未満の場合、アークが極端に不安定となり、アーク切れが発生し、ビード形状及び溶込みが不均一となる。一方、NaO含有量が3質量%を超えると、耐吸湿性が低下して、耐低温割れ性が劣化する。よって、NaO含有量は0.5〜3質量%とする。
[Na 2 O: 0.5-3 mass%]
Na 2 O is a component necessary for ensuring arc stability. Specifically, when the Na 2 O content is less than 0.5% by mass, the arc becomes extremely unstable, arc breakage occurs, and the bead shape and penetration become uneven. On the other hand, when the Na 2 O content exceeds 3% by mass, the hygroscopic resistance is lowered and the low temperature cracking resistance is deteriorated. Thus, Na 2 O content is 0.5 to 3 wt%.

[B:0.1〜1質量%]
は、溶接中に還元され、溶接金属中にBとして存在して、靭性の確保に有効に作用する。しかしながら、B含有量が0.1質量%未満の場合、その効果が十分に発揮されず、靭性が劣化する。一方、B含有量が1質量%を超えると、強度が過大となり、高温割れが発生する。よって、B含有量は0.1〜1質量%とする。
[B 2 O 3 : 0.1 to 1% by mass]
B 2 O 3 is reduced during welding and exists as B in the weld metal, and effectively acts to ensure toughness. However, when the content of B 2 O 3 is less than 0.1% by mass, the effect is not sufficiently exhibited and the toughness is deteriorated. On the other hand, if the B 2 O 3 content exceeds 1% by mass, the strength becomes excessive and high temperature cracking occurs. Accordingly, B 2 O 3 content is 0.1 to 1 mass%.

[Mo:0.2〜1質量%]
Moは、焼入れ性向上に有効な成分であり、Mo単体の他、Fe−Moなどの合金の形態で、フラックスに添加される。ただし、Mo含有量が0.2質量%未満の場合、溶接金属の組織が粗大化し、靭性が劣化する。一方、1質量%を超えてMoを添加すると、溶接金属の強度が過大となり、高温割れが発生する。よって、Mo含有量は0.2〜1質量%とする。
[Mo: 0.2 to 1% by mass]
Mo is an effective component for improving the hardenability, and is added to the flux in the form of an alloy such as Fe—Mo in addition to Mo alone. However, when the Mo content is less than 0.2% by mass, the structure of the weld metal becomes coarse and the toughness deteriorates. On the other hand, if Mo is added in excess of 1% by mass, the strength of the weld metal becomes excessive and high temperature cracking occurs. Therefore, the Mo content is 0.2 to 1% by mass.

[鉄粉:10〜30質量%]
鉄粉は、一度に多量の溶着金属が必要とされる片面サブマージアークにおいて必須の添加成分である。そして、鉄粉含有量が10質量%未満の場合、溶着金属量を補う効果が得られなくなると共に、フラックスの見掛密度が小さくなるため、耐吹き上げ性が劣化する。一方、30質量%を超えて鉄粉を含有させると、溶融・凝固中のフラックス内で鉄粉が凝集しやすくなり、凝集鉄粉が沈降する量が多くなって、ビード表面に鉄粒が付着しやすくなる。加えて、フラックスの見掛密度が高くなり、ビード幅が確保できなくなる。よって、鉄粉の含有量は10〜30質量%とする。
[Iron powder: 10-30% by mass]
Iron powder is an essential additive component in a single-sided submerged arc that requires a large amount of deposited metal at a time. And when iron powder content is less than 10 mass%, while the effect which supplements the amount of welding metal cannot be acquired, since the apparent density of a flux becomes small, blowing-up resistance deteriorates. On the other hand, when iron powder is contained exceeding 30% by mass, the iron powder tends to aggregate in the flux during melting and solidification, and the amount of the aggregated iron powder settles, and iron particles adhere to the bead surface. It becomes easy to do. In addition, the apparent density of the flux increases and the bead width cannot be secured. Therefore, content of iron powder shall be 10-30 mass%.

[Ti:1質量%以下]
Tiは、前述したSiやSi合金と同様に、溶接金属中の酸素量低減に有効な成分であるが、この効果はSi及び/又はSi合金の添加などによって十分達成可能であるため、本実施形態のフラックスにおいて、Tiは必須の成分ではない。また、Ti含有量が1質量%を超えると、スラグがビード表面に焼付き、スラグ剥離性が劣化する。よって、Ti含有量は1質量%以下に規制する。
[Ti: 1% by mass or less]
Ti is an effective component for reducing the amount of oxygen in the weld metal as in the case of Si and Si alloy described above, but this effect can be sufficiently achieved by adding Si and / or Si alloy. In the form of flux, Ti is not an essential component. Moreover, when Ti content exceeds 1 mass%, slag will seize on the bead surface and slag peelability will deteriorate. Therefore, the Ti content is restricted to 1% by mass or less.

一方、Tiを0.1質量%以上含有していると、溶接金属の更なる脱酸効果が実現し、靭性の向上を図ることができる。そこで、本実施形態のフラックスでは、必要に応じて、Tiを0.1〜1質量%の範囲で含有することができる。なお、Tiは、Ti単体の他、Fe−Tiなどの合金の形態で、フラックスに添加される。   On the other hand, when Ti is contained in an amount of 0.1% by mass or more, a further deoxidizing effect of the weld metal is realized, and the toughness can be improved. Then, in the flux of this embodiment, Ti can be contained in the range of 0.1 to 1% by mass as necessary. In addition to Ti alone, Ti is added to the flux in the form of an alloy such as Fe—Ti.

[Mn:0.9質量%以下]
Mnは、前述したMoと同様に、焼入れ性を向上させる効果があり、強度及び靭性の向上に有効な成分であるが、Mn含有量が0.9質量%を超えると、スラグがビード表面に焼付き、スラグ剥離性が劣化する。また、本実施形態のフラックスでは、Moを添加しており、それにより焼入れ性の効果が得られるため、Mn含有量は0.9質量%以下に規制する。
[Mn: 0.9% by mass or less]
Mn, like Mo described above, has an effect of improving hardenability and is an effective component for improving strength and toughness. However, when the Mn content exceeds 0.9 mass%, slag is formed on the bead surface. Seizure and slag peelability deteriorate. Moreover, in the flux of this embodiment, Mo is added, and thereby the effect of hardenability is obtained, so the Mn content is restricted to 0.9% by mass or less.

一方、Mnを0.1質量%以上含有していると、更なる焼入れ性の向上が実現し、靭性が改善する。そこで、本実施形態のフラックスでは、必要に応じて、Mnを0.1〜0.9質量%の範囲で含有することができる。なお、Mnは、Mn単体の他、Fe−Mnなどの合金の形態で、フラックスに添加される。   On the other hand, when Mn is contained in an amount of 0.1% by mass or more, further improvement in hardenability is realized and toughness is improved. Therefore, in the flux of the present embodiment, Mn can be contained in the range of 0.1 to 0.9% by mass as necessary. Mn is added to the flux in the form of an alloy such as Fe-Mn in addition to Mn alone.

[Al:3質量%以下]
Alは、溶接金属の組織を微細にして、靭性の向上に有効な成分である。しかしながら、この効果は他成分の添加により十分達成可能であるため、本実施形態のフラックスにおいて、Alは必須の成分ではない。また、Al含有量が3質量%を超えると、焼入れが過度となり、強度が上昇して低温割れが発生する。よって、Al含有量は3質量%以下に規制する。また、溶接金属の組織微細化のため、下限濃度については好ましくは0.005質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上に規制する。
なお、Alは、Al単体の他、Fe−AlやAl−Mgなどの合金の形態で、フラックスに添加される。
[Al: 3% by mass or less]
Al is an effective component for improving the toughness by refining the structure of the weld metal. However, since this effect can be sufficiently achieved by adding other components, Al is not an essential component in the flux of the present embodiment. On the other hand, if the Al content exceeds 3% by mass, quenching becomes excessive, the strength increases, and low temperature cracking occurs. Therefore, the Al content is restricted to 3% by mass or less. In order to refine the structure of the weld metal, the lower limit concentration is preferably 0.005% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more.
In addition to Al alone, Al is added to the flux in the form of an alloy such as Fe—Al or Al—Mg.

[鉄粉中の粒径300μm以下の鉄粉の構成割合と、MgO含有量、Al含有量、TiO含有量、及び鉄粉含有量の関係]
本実施形態のフラックスでは、10〜30質量%含まれる鉄粉中、粒径300μm以下の鉄粉の構成割合を90質量%以上とする。ここで、「粒径300μm以下の鉄粉」とは、JIS Z8815(ふるい分け試験方法通則)に準拠した方法により、JIS Z8801(試験用ふるい)に基づく目開き300μmのふるいを用いて鉄粉のふるい分けを行った際に、そのふるいを通過した鉄粉を意味する。そのため、「粒径300μm以下の鉄粉」における粒径の下限値は特に限定されるものではない。例えば、使用される粒径300μm以下の鉄粉のうち、粒径のより小さい鉄粉としては、JIS Z8815に準拠した方法により、JIS Z8801に基づく目開き45μmのふるいを用いて鉄粉のふるい分けを行った際に、そのふるいを通過した鉄粉(粒径45μm以下の鉄粉)の構成割合が60質量%以下であることが好ましい。
本実施形態では、粒径300μm以下の鉄粉を鉄粉全質量に対して90質量%以上用いる。「粒径300μm以下の鉄粉」の鉄粉全質量に対する構成割合の上限は特に限定されず、例えば、その構成割合を90質量%以上100質量%以下とすることができる。
また、本実施形態のフラックスでは、各成分の含有量を前述した範囲にすると共に、上記式(I)の([MgO]+[Al]+[TiO])/[Fe]≧2.5を満たすように、MgO含有量、Al含有量、TiO含有量、及び鉄粉含有量をそれぞれ調整する。
[Relationship between composition ratio of iron powder having particle diameter of 300 μm or less in iron powder, MgO content, Al 2 O 3 content, TiO 2 content, and iron powder content]
In the flux of this embodiment, the composition ratio of the iron powder having a particle size of 300 μm or less is set to 90% by mass or more in the iron powder contained in 10 to 30% by mass. Here, “iron powder having a particle size of 300 μm or less” means screening of iron powder using a sieve having an opening of 300 μm based on JIS Z8801 (test sieve) according to a method in accordance with JIS Z8815 (general rule of screening test). This means the iron powder that passed through the sieve. Therefore, the lower limit of the particle diameter in “iron powder having a particle diameter of 300 μm or less” is not particularly limited. For example, among the iron powder having a particle size of 300 μm or less used, as the iron powder having a smaller particle size, screening of the iron powder is performed using a sieve having an opening of 45 μm based on JIS Z8801 by a method based on JIS Z8815. When performed, it is preferable that the composition ratio of the iron powder (iron powder having a particle size of 45 μm or less) that has passed through the sieve is 60% by mass or less.
In the present embodiment, 90% by mass or more of iron powder having a particle size of 300 μm or less is used with respect to the total mass of the iron powder. The upper limit of the constituent ratio of the “iron powder with a particle size of 300 μm or less” with respect to the total mass of the iron powder is not particularly limited, and for example, the constituent ratio can be 90% by mass or more and 100% by mass or less.
Further, in the flux of the present embodiment, the content of each component is in the above-described range, and ([MgO] + [Al 2 O 3 ] + [TiO 2 ]) / [Fe] ≧ in the above formula (I) The MgO content, Al 2 O 3 content, TiO 2 content, and iron powder content are adjusted so as to satisfy 2.5.

鉄粉の構成、並びに鉄粉含有量に対する、MgO含有量、Al含有量、及びTiO含有量の合計を上述の通り規定することで、溶接ビードが凝固する温度域において鉄粒の沈降速度が抑制されると共に、鉄粒の沈降量も抑制される。更に、スラグ内にMg・Al・Ti系酸化物が積極的に生成されることにより、スラグ内の鉄粒が、凝固したビード表面に落下して付着する前にこの酸化物と結合するため、ビード表面への微小突起物の発生を抑制させる効果がある。上述の鉄粉の構成と、上記特定成分の含有割合の関係の両方を満足しない場合、溶接時におけるスラグ内の鉄粒の沈降量が増加する。そのため、この場合、溶接ビードの凝固付近の温度でスラグ内の鉄粒が凝固したビード表面に落下・付着することで微小突起物が発生する。
よって、フラックス中に含まれる鉄粉は、粒径300μm以下の構成割合を90質量%以上とし、かつ([MgO]+[Al]+[TiO])/[Fe]≧2.5とする。
By defining the total of MgO content, Al 2 O 3 content, and TiO 2 content with respect to the composition of iron powder and the iron powder content as described above, the iron particles can be solidified in the temperature range where the weld bead solidifies. The sedimentation rate is suppressed, and the amount of iron particles settled is also suppressed. Furthermore, since the Mg · Al · Ti-based oxide is actively generated in the slag, the iron particles in the slag combine with this oxide before falling and adhering to the solidified bead surface. There is an effect of suppressing the generation of microprojections on the bead surface. When both the above-described configuration of the iron powder and the relationship between the content ratios of the specific components are not satisfied, the amount of iron particles settled in the slag during welding increases. Therefore, in this case, microprojections are generated by dropping and adhering the iron particles in the slag to the solidified bead surface at a temperature near the solidification of the weld bead.
Therefore, the iron powder contained in the flux has a constituent ratio of particle size of 300 μm or less of 90% by mass or more and ([MgO] + [Al 2 O 3 ] + [TiO 2 ]) / [Fe] ≧ 2. 5

[その他の成分]
本実施形態のフラックスにおける上記以外の成分は、例えばFeO、ZrO、及びKOなどである。
[Other ingredients]
Components other than the above in the flux of the present embodiment are, for example, FeO, ZrO 2 , and K 2 O.

以上詳述したように、本実施形態のフラックスは、微小突起物の発生機構から創意工夫を行ない、新たな視点でフラックス成分及び含有量を特定しているため、1電極又は多電極を用いた片面サブマージアーク溶接においても、裏当て構造によらず、健全なビード形状と機械的性能を得ることができる。   As described in detail above, the flux of the present embodiment has been devised from the generation mechanism of microprojections, and the flux component and content are specified from a new viewpoint, so one electrode or multiple electrodes were used. Even in single-sided submerged arc welding, a sound bead shape and mechanical performance can be obtained regardless of the backing structure.

具体的には、Si、Si合金及びSi酸化物の総含有量を6〜12質量%とすると共に、粒径300μm以下の鉄粉の構成割合が90質量%以上で、かつ([MgO]+[Al]+[TiO])/[Fe]≧2.5としているため、溶融・凝固中のフラックス内での鉄粉の凝集及び生成した鉄粒の表ビードへの付着を抑制することができる。これにより、片面サブマージアーク溶接において、機械的性質に優れ、鉄粒突起のない健全な表ビードを形成することが可能となる。 Specifically, the total content of Si, Si alloy, and Si oxide is 6 to 12% by mass, the composition ratio of iron powder having a particle size of 300 μm or less is 90% by mass or more, and ([MgO] + Since [Al 2 O 3 ] + [TiO 2 ]) / [Fe] ≧ 2.5, it suppresses the aggregation of iron powder in the flux during melting and solidification and adhesion of the generated iron particles to the surface beads. can do. Thereby, in single-sided submerged arc welding, it is possible to form a sound surface bead having excellent mechanical properties and free from iron grain protrusions.

なお、本実施形態のフラックスは、主に片面サブマージアーク溶接方法で用いるものであるが、その裏当方法については、特に限定されるものではなく、フラックスと銅を裏当材とするフラックス銅裏当法、フラックスのみを裏当材とするフラックス裏当法、固形フラックスを用いた裏当て法など、いずれの方法にも適用することができる。また、裏当フラックスについても、特に限定されるものではなく、従来のフラックスをそのまま適用することが可能である。   The flux of this embodiment is mainly used in the single-sided submerged arc welding method, but the backing method is not particularly limited, and the flux copper back using the flux and copper as the backing material. This method, a flux backing method using only a flux as a backing material, and a backing method using a solid flux can be applied to any method. Further, the backing flux is not particularly limited, and a conventional flux can be applied as it is.

以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。本実施例においては、下記表1に示す鋼板及び表2に示すワイヤを使用し、下記表3に示す溶接条件及び図2に示す鋼板(母材10)の開先形状により、片面サブマージアーク溶接を実施し、実施例及び比較例の各フラックスの性能を評価した。なお、本実施例では、下記表4及び表5に示す組成となるように原料を配合し、結合剤(水ガラス)と共に混練した後、造粒し、更にロータリーキルンを用いて400〜650℃で焼成し、整粒することにより、粒子径が2.5mm以下のフラックスを得た。   Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples of the present invention. In this example, the steel plate shown in Table 1 and the wire shown in Table 2 are used, and the welding conditions shown in Table 3 below and the groove shape of the steel plate (base material 10) shown in FIG. The performance of each flux in the examples and comparative examples was evaluated. In addition, in a present Example, after mix | blending a raw material so that it may become a composition shown in the following Table 4 and Table 5, knead | mixing with a binder (water glass), it granulates, Furthermore, it is 400-650 degreeC using a rotary kiln. By baking and sizing, a flux having a particle size of 2.5 mm or less was obtained.

Figure 0006071834
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なお、上記表1に示す鋼板組成及び上記表2に示すワイヤ組成の残部は、Fe及び不可避的不純物である。
また、上記表4及び表5に示す「T.SiO」は、フラックス中に含まれる、Si、Si合金及びSi酸化物の総含有量を表し、「MAT」は、MgO、Al、及びTiOの総含有量を表す。したがって、上記表4及び表5に示す「MAT/Fe」は、MgO、Al、及びTiOの総含有量と、鉄粉含有量との比(([MgO]+[A1]+[TiO])/[Fe])を表す。
更に上記表4及び表5の「鉄粉構成」の欄において、「A」は、粒径300μm以下の鉄粉の構成割合が使用した鉄粉全質量に対して90質量%以上のものを表し、「B」は、粒径300μm以下の鉄粉の構成割合が鉄粉全質量に対して90質量%未満のものを表す。
In addition, the remainder of the steel plate composition shown in the said Table 1 and the wire composition shown in the said Table 2 is Fe and an unavoidable impurity.
Further, “T.SiO 2 ” shown in Table 4 and Table 5 above represents the total content of Si, Si alloy and Si oxide contained in the flux, and “MAT” represents MgO, Al 2 O 3. , And the total content of TiO 2 . Therefore, “MAT / Fe” shown in Tables 4 and 5 above is the ratio of the total content of MgO, Al 2 O 3 and TiO 2 to the iron powder content (([MgO] + [A1 2 O 3 ] + [TiO 2 ]) / [Fe]).
Furthermore, in the column of “Iron powder composition” in Table 4 and Table 5 above, “A” represents that the composition ratio of iron powder having a particle size of 300 μm or less is 90% by mass or more based on the total mass of iron powder used. "B" represents that the constituent ratio of the iron powder having a particle size of 300 µm or less is less than 90 mass% with respect to the total mass of the iron powder.

実施例及び比較例の各フラックスの評価は、溶接作業性(ビード外観、アンダーカットなど)、JIS Z3060に準拠した超音波探傷(UT)試験(割れ、スラグ巻き込みなどの有無)及びJIS Z2242に準拠したシャルピー衝撃試験により行った。これらの評価結果を下記表6に示す。   The evaluation of each flux in the examples and comparative examples is based on welding workability (bead appearance, undercut, etc.), ultrasonic flaw detection (UT) test based on JIS Z3060 (presence of cracks, slag entrainment, etc.) and JIS Z2242. The Charpy impact test was performed. The evaluation results are shown in Table 6 below.

Figure 0006071834
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なお、上記表6に示す溶接作業性の評価において、「鉄粒突起」とは、フラックス中に含まれる鉄粉が溶融・凝集してビード表面に付着した部分のことであり、塗装不良の原因の一つとなる。本実施例では、ビード表面観察により、粒径200μm以上の鉄粒がビード長1mあたり100個以上存在する場合を、「鉄粒突起あり」とした。   In the evaluation of welding workability shown in Table 6 above, the “iron grain protrusion” is a part where the iron powder contained in the flux melts and aggregates and adheres to the bead surface, which is a cause of coating failure. It becomes one of. In this example, a case where 100 or more iron particles having a particle diameter of 200 μm or more exist per 1 m of the bead length by observation of the bead surface was defined as “with iron particle protrusions”.

また、「中凸ビード」とは、溶接方向に対して表ビード中央部が凸状となることであり、塗装不良の要因の一つとなる。「蛇行突起」とは、凸状の突起が蛇行している状態を指し、中凸ビードの1種である。「スラグ焼付き」とは、溶接後のスラグがビードに焼付いて剥離しにくくなることであり、剥離後のビード外観が劣化するために塗装不良の原因の一つとなる。「アンダーカット」とは、溶接の止端に沿って母材が掘られて、溶着金属が満たされないで溝となって残っている部分のことで、溶接欠陥の一種である。   Further, the “medium convex bead” means that the center portion of the front bead is convex with respect to the welding direction, which is one of the causes of poor coating. “Meandering protrusion” refers to a state in which convex protrusions meander, and is a kind of medium convex bead. “Slag seizure” means that the slag after welding is seized on the bead and is difficult to peel off, and the appearance of the bead after peeling is deteriorated, which is one of the causes of coating failure. “Undercut” is a kind of weld defect in which a base material is dug along the toe of welding and remains as a groove without being filled with the weld metal.

「波目粗い」とは、連続する5ピッチの合計長さが40mmを超えることを指し、ビード外観が劣化するために塗装不良の原因の一つとなる。「ビード不揃い」とは、任意の50mm幅のビード最大幅と最小幅の差が5.0mmを超える箇所が一箇所を超える場合を指し、ビード外観が劣化するために塗装不良の原因の一つとなる。なお、「アンダーカット」、「波目粗い」及び「ビード不揃い」に関する詳細は、1983年3月に(社)日本溶接協会により制定された「外観試験の合否判定指針」に記載されている。   “Rough wave” means that the total length of five consecutive pitches exceeds 40 mm, which is one of the causes of coating failure because the bead appearance deteriorates. “Bead irregularity” refers to the case where the difference between the maximum width and the minimum width of an arbitrary 50 mm bead exceeds 5.0 mm and is one of the causes of coating failure because the bead appearance deteriorates. Become. Details regarding “undercut”, “coarse wavy” and “bead irregularity” are described in “Appearance Test Passing Guidelines” established by the Japan Welding Association in March 1983.

一方、シャルピー衝撃試験は、試験温度−20℃におけるシャルピー吸収エネルギー(vE−20℃)が50J以上のものを合格、50J未満のものを不合格とした。   On the other hand, in the Charpy impact test, Charpy absorbed energy (vE-20 ° C) at a test temperature of -20 ° C passed 50J or more, and less than 50J was rejected.

表6に示すように、本発明の範囲内で作製した実施例1〜18のフラックスは、溶接作業性、超音波探傷(UT)試験及び靭性(vE−20℃)の全てにおいて、良好であった。   As shown in Table 6, the fluxes of Examples 1 to 18 produced within the scope of the present invention were good in all of welding workability, ultrasonic flaw detection (UT) test, and toughness (vE-20 ° C). It was.

これに対して、表6に示すように、比較例1のフラックスは、Si、Si合金及びSi酸化物の総含有量が本発明範囲の下限未満であったため、中凸ビードが発生した。一方、比較例2のフラックスは、Si、Si合金及びSi酸化物の総含有量が本発明範囲の上限を超えていたため、アンダーカットと鉄粒突起が発生した。また、比較例3のフラックスは、CaO含有量が本発明範囲の下限未満であったため、アンダーカットが発生した。一方、比較例4のフラックスは、CaO含有量が本発明範囲の上限を超えていたため、ビードが凸型となった。   On the other hand, as shown in Table 6, since the total content of Si, Si alloy, and Si oxide was less than the lower limit of the range of the present invention, the flux of Comparative Example 1 generated an intermediate convex bead. On the other hand, in the flux of Comparative Example 2, since the total content of Si, Si alloy and Si oxide exceeded the upper limit of the range of the present invention, undercut and iron grain protrusion occurred. Moreover, since the CaO content of the flux of Comparative Example 3 was less than the lower limit of the range of the present invention, undercut occurred. On the other hand, the flux of Comparative Example 4 had a convex bead because the CaO content exceeded the upper limit of the range of the present invention.

比較例5のフラックスは、フラックス中のMgO含有量が、本発明範囲の下限未満であったため、アンダーカットが発生した。一方、比較例6のフラックスは、MgOの含有量が本発明範囲の上限を超えていたため、中凸ビードが発生した。また、比較例7のフラックスは、「T.SiO」が本発明範囲の上限を超え、TiO含有量が本発明範囲の下限未満であったため、鉄粒突起が発生し、Mn含有量が本発明範囲の上限を超えていたため、スラグ焼付きが発生した。一方、比較例8のフラックスは、TiO含有量が本発明範囲の上限を超えていたため、ビードの波目が粗くなった。 The flux of Comparative Example 5 had an undercut because the MgO content in the flux was less than the lower limit of the range of the present invention. On the other hand, in the flux of Comparative Example 6, since the MgO content exceeded the upper limit of the range of the present invention, a medium convex bead was generated. Also, the flux in Comparative Example 7 is greater than the upper limit of the present invention range "T.SiO 2", since the content of TiO 2 is less than the lower limit of the range of the present invention, the iron particle projection occurs, Mn content Since the upper limit of the range of the present invention was exceeded, slag seizure occurred. On the other hand, in the flux of Comparative Example 8, the TiO 2 content exceeded the upper limit of the range of the present invention, so that the beads were rough.

比較例9のフラックスは、Al含有量が本発明範囲の下限未満であったため、ビード幅の揃いが不良であった。一方、比較例10のフラックスは、Al含有量が本発明範囲の上限を超えていたため、ビードが凸型となった。 Since the flux of Comparative Example 9 had an Al 2 O 3 content that was less than the lower limit of the range of the present invention, the bead width alignment was poor. On the other hand, in the flux of Comparative Example 10, the Al 2 O 3 content exceeded the upper limit of the range of the present invention, so that the beads became convex.

比較例11、12、及び16のフラックスは、MgO含有量、Al含有量、TiO含有量と鉄粉含有量の関係が、本発明の範囲から外れているものである。具体的には、([MgO]+[Al]+[TiO])/[Fe]≧2.5を満足しないものである。このため、比較例11、12、及び16のフラックスでは、いずれもビード表面に鉄粒突起が発生した。 In the fluxes of Comparative Examples 11, 12, and 16, the relationship between MgO content, Al 2 O 3 content, TiO 2 content and iron powder content is out of the scope of the present invention. Specifically, ([MgO] + [Al 2 O 3 ] + [TiO 2 ]) / [Fe] ≧ 2.5 is not satisfied. For this reason, in the fluxes of Comparative Examples 11, 12, and 16, iron grain protrusions were generated on the bead surface.

比較例13のフラックスは、鉄粉の粒径の構成割合が本発明の範囲から外れており、フラックスのかさ密度が大きくなる結果、中凸ビードが発生した。   In the flux of Comparative Example 13, the composition ratio of the particle size of the iron powder was out of the range of the present invention, and as a result, the bulk density of the flux was increased, and as a result, an intermediate convex bead was generated.

比較例14及び15のフラックスは、鉄粉量が本発明の範囲から外れている結果、更に比較例15のフラックスは、鉄粉の粒径の構成割合が本発明の範囲から外れており、フラックスのかさ密度が大きくなる結果、いずれもビードが凸型となると共に、その突起が蛇行した。   As for the flux of Comparative Examples 14 and 15, as a result of the amount of iron powder being out of the range of the present invention, the flux of Comparative Example 15 is further out of the range of the composition of the particle size of the iron powder, and the flux As a result of the increase in the bulk density, the beads became convex and the protrusions meandered.

なお、前述した実施例及び比較例の各フラックスの評価では、固形フラックスで生成された裏当材を用いて片面サブマージアーク溶接を実施したが、銅板と裏当フラックスを用いるフラックス銅裏当法及び銅板を使用せずに裏当フラックスを固化させながら行うフラックス裏当法においても、ほぼ同様の結果が得られた。また、表4及び表5には3電極溶接の結果を示しているが、その他に1電極、2電極、更には4電極溶接においても、溶接後のフラックスの溶融・凝固過程に違いは無いため、表4及び表5に示す3電極溶接の場合と同様の結果が得られた。   In addition, in the evaluation of each flux of the examples and comparative examples described above, single-sided submerged arc welding was performed using a backing material generated with a solid flux, but a flux copper backing method using a copper plate and a backing flux, and Similar results were obtained in the flux backing method performed while solidifying the backing flux without using a copper plate. Tables 4 and 5 show the results of three-electrode welding, but there is no difference in the melting and solidification process of the flux after welding in the case of one-electrode, two-electrode, and even four-electrode welding. The same results as in the three-electrode welding shown in Tables 4 and 5 were obtained.

以上の結果から、本発明のフラックスを使用することにより、1電極又は多電極の片面サブマージアーク溶接において、健全な表ビード形状と機械特性が得られることが確認された。   From the above results, it was confirmed that by using the flux of the present invention, a sound surface bead shape and mechanical characteristics can be obtained in single-electrode or multi-electrode single-sided submerged arc welding.

1、10 母材
2 溶接金属
2a ビード表面
3 未溶融のフラックス
4 溶融・凝固中のフラックス(スラグ)
5 鉄粉
6 鉄粉の凝集
7 凝集鉄粉(鉄粒)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 10 Base material 2 Weld metal 2a Bead surface 3 Unmelted flux 4 Flux in melting and solidification (slag)
5 Iron powder 6 Aggregation of iron powder 7 Aggregated iron powder (iron particles)

Claims (3)

Si、Si合金及びSi酸化物からなる群から選択される少なくとも1種(SiO換算値):合計で6〜12質量%、
CaO:3〜9質量%、
MgO:15〜35質量%、
TiO:5〜23質量%、
CaF:2〜10質量%、
Al:5〜23質量%、
CO:2〜9質量%、
NaO:0.5〜3質量%、
:0.1〜1質量%、
Mo:0.2〜1質量%、
鉄粉:10〜30質量%
を含有すると共に、
Mn:0.9質量%以下、
Ti:1質量%以下、
Al:3質量%以下
に規制され、
前記鉄粉中、粒径300μm以下の鉄粉の構成割合が90質量%以上であり、かつ、
MgOの含有量(質量%)を[MgO]、Alの含有量(質量%)を[Al]、TiOの含有量(質量%)を[TiO]、及び鉄粉の含有量(質量%)を[Fe]としたとき、下記式(I)を満たす片面サブマージアーク溶接用フラックス。
Figure 0006071834
At least one selected from the group consisting of Si, Si alloy and Si oxide (in terms of SiO 2 ): 6 to 12% by mass in total,
CaO: 3 to 9% by mass,
MgO: 15 to 35% by mass,
TiO 2: 5 to 23 wt%,
CaF 2 : 2 to 10% by mass,
Al 2 O 3: 5~23 wt%,
CO 2 : 2 to 9% by mass,
Na 2 O: 0.5 to 3 wt%,
B 2 O 3 : 0.1 to 1% by mass,
Mo: 0.2-1 mass%,
Iron powder: 10-30% by mass
And containing
Mn: 0.9 mass% or less,
Ti: 1% by mass or less,
Al: restricted to 3% by mass or less,
In the iron powder, the composition ratio of iron powder having a particle size of 300 μm or less is 90% by mass or more, and
The content of MgO (mass%) [MgO], the content of Al 2 O 3 (mass%) [Al 2 O 3] , the content of TiO 2 (mass%) [TiO 2], and iron powder A flux for single-sided submerged arc welding that satisfies the following formula (I) when the content (% by mass) of [Fe] is [Fe].
Figure 0006071834
Tiを0.1〜1質量%含有することを特徴とする請求項1に記載の片面サブマージアーク溶接用フラックス。   The flux for single-sided submerged arc welding according to claim 1, containing 0.1 to 1% by mass of Ti. Mnを0.1〜0.9質量%含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の片面サブマージアーク溶接用フラックス。   The flux for single-sided submerged arc welding according to claim 1 or 2, comprising 0.1 to 0.9 mass% of Mn.
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